AZ91D镁合金表面真空蒸镀锌铝复合涂层的研究
AZ91D镁合金表面激光熔覆Al+WC+La2O3复合涂层性能的研究
AZ91D镁合金表面激光熔覆Al+WC+La2O3复合涂层性能
的研究
刘盛耀;张英乔;郭昱
【期刊名称】《电焊机》
【年(卷),期】2017(047)001
【摘要】在Al+WC复合粉末中添加不同量的La2O3,利用激光形成熔覆层.采用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)分析不同含量的稀土La2O3对涂层的显微组织、物相组成及性能影响.研究表明,由于稀土的加入,复合涂层的晶粒进一步细化.当稀土含量为1.2％时涂层的平均显微硬度为280 HV,相比AZ91D镁合金基体的60 HV提高了约4.5倍.
【总页数】4页(P31-34)
【作者】刘盛耀;张英乔;郭昱
【作者单位】中北大学材料科学与工程学院,山西太原030051;中北大学材料科学与工程学院,山西太原030051;中北大学材料科学与工程学院,山西太原030051【正文语种】中文
【中图分类】TG456.7
【相关文献】
1.激光熔覆Al和微量Al2O3对提高AZ91D镁合金表面性能的研究 [J], 刘祥;彭如恕;谭永全
2.AZ91D镁合金表面激光熔覆Al60Si40涂层研究 [J], 许晨阳;杨盼;刘彩梅;王琪;
范兴旺
3.AZ91D镁合金表面激光熔覆Al-TiC涂层组织和性能的研究 [J], 孙琪;李志勇;张英乔;杨柳青;刘车凯;程凯岐
4.AZ91D镁合金表面激光熔覆Al+Al_2O_3涂层研究 [J], 杨晓飞;林文光;毛广雷
5.AZ91D镁合金表面激光熔覆Al/Zr+B_4C/Y_2O_3复合涂层组织与性能研究 [J], 郭昱;张英乔;张涛;刘盛耀
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AZ91D镁合金表面复合镀层局部腐蚀现象解析及化学镀Ni_P_Cu的研究
文章编号:1007-1385(2009)03-0040-05AZ91D镁合金表面复合镀层局部腐蚀现象解析及化学镀N i-P-Cu的研究沈 波1 任玉平2 杨中东2 裴文利2 王继杰1 樊占国2 秦高梧2(1.沈阳航空工业学院材料系,辽宁沈阳 110136; 2.东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳 110004)摘 要:采用SE M-E DX和光学显微镜等分析手段,研究了AZ91D镁合金化学镀N i-P/电镀Cu/N i/Cr复合镀层盐雾试验时局部严重腐蚀的原因。
研究发现,AZ91D镁合金基体的孔隙缺陷是由于其在化学镀和电镀过程中,缺陷处未能形成致密镀层而出现凹陷贯穿性的微孔所致。
在此基础上,探讨了加入微量Cu的化学镀N i-P工艺,Cu能显著细化镀层胞状组织尺寸,抑制表面胞状凸起;极化曲线和盐雾测试表明Cu微合金化的N i-P镀层能明显改善N i-P化学镀层的耐蚀性能。
关键词:AZ91D镁合金;盐雾试验;极化曲线;局部腐蚀;化学镀;N i-P-Cu中图分类号:T Q031.6文献标识码:A AZ91D为目前研究和应用最广的镁合金之一,该合金铸件主要在室温下使用,具有质轻、比强度和比刚度高、吸震、耐腐蚀、防电磁干扰能力强以及成型性能和热扩散能力好的特点[1-2]。
尽管AZ91D镁合金有如上的优异性能,但由于其电极电位很负,所以化学活性很高;另外, AZ91D的组织是由α-Mg和Mg17A l12金属间化合物组成,它们之间的电极电位差较大,造成其表面电化学性质极不均匀,容易形成电偶腐蚀,因而镁合金耐腐蚀性很差,这限制了其进一步推广应用[1-2]。
因此对镁合金部件必须进行表面防护处理。
一般镁合金常用的表面处理方法有化学转化膜、微弧氧化以及化学镀和电镀等。
化学转化膜主要是铬酸盐或磷酸盐转化膜,主要作为后续涂料涂层的前处理以增加漆膜的结合力,是目前镁合金最广泛应用的防腐处理方法;微弧氧化可以得到类似陶瓷的膜层,具有一定的耐蚀性和高的硬度以及较好的耐磨性,但是该类氧化膜一般粗糙多孔,所以氧化后必须进行封闭处理或有机涂覆,以进一步改善耐蚀性。
AZ91D镁合金表面真空蒸镀锌铝复合涂层的研究
关键词 : AZ91D 镁合金 ; 真空蒸镀 ; 耐蚀性 do:i 10 . 3969 /.j issn. 0258- 7076. 2010. 05. 010 中图分类号 : TG174. 444 , TG178 文献标识码 : A 文章编号 : 0258- 7076( 2010) 05- 0678- 06
表 1 AZ91D 镁合金化学成分 (%, 质量分数 )
Table 1 Ch e m ical composition of AZ 91D m agn esiu m a lloys (%, m ass fraction)
E lem en t C on ten t Al 9. 3200 Mn 0. 2000 Zn 0 . 6800 Si 0 . 0480 Cu 0 . 0010 Ni 0. 0005 Fe 0. 0031 Be 0 . 0010 Mg Ba. l
[ 1]
素 , 它的加 入不会 增加 镁合金 回收 利用 的成本。 ( 2) 铝的氧化膜致密坚硬, 且在大气中具有自修复 性。 ( 3) 铝与其他金属形成的中间化合物 ( 如铝锌 合金, 铝镁合金 ) 可以显著提高镁合金的耐蚀性 , 还可以作为一种耐磨层存在
[ 12 , 13 ]
。由于铝镁的熔
点相近 , 它们之间的扩散比较困难 , 所以本文选用 熔点较低的锌作为中间过渡层 , 通过热扩散 来提 高基体与涂层之间的结合强度。
1 实
1 . 1 材
验
料 10 mm 2 . 5 mm, 成分列于表 1 。
。
实验 采用的基 体材料是 铸造镁合 金 AZ91D, 尺寸为 10 mm 将试样分别用 600 号及 1000 号的 SiC 砂纸打磨并 抛光后 , 先用碱式除油剂除去表面油污, 再用 85 % 的 H 3 PO4 浸蚀 30~ 40 s , 去除表面氧化膜, 并用蒸 馏水清洗后浸泡在无水乙醇中备用。蒸镀所 用的 纯锌及纯铝均为铸态。 1 . 2 设 备 改进的 HUS 5GB 型真空镀膜机 ( 图 1), 自制 的热压模具 ( 图 2)。
AZ91D镁合金表面富镁涂层改性研究的开题报告
AZ91D镁合金表面富镁涂层改性研究的开题报告一、研究背景和意义AZ91D镁合金是一种常用的镁合金，具有与铝合金相当的轻量化和高机械性能的特点，因此在车辆制造、航空航天、电子等领域得到广泛应用。
然而，AZ91D镁合金表面易受到外界环境的影响，例如潮湿、高温等，容易产生腐蚀和氧化等问题，从而降低其使用寿命和性能。
因此，通过表面改性处理来提高AZ91D镁合金的耐腐蚀性和氧化防护效果是必要的。
在目前的研究中，富镁涂层因具有良好的抗腐蚀和氧化性能等特点，成为改性AZ91D镁合金表面的一种有效方法。
因此，开展AZ91D镁合金表面富镁涂层改性研究具有重要的科学意义和应用前景。
二、研究内容和方法本研究将以AZ91D镁合金表面为研究对象，采用化学镀和物理镀等方法制备不同厚度的富镁涂层，并分析其表面形貌、成分组成、抗腐蚀性能、氧化防护效果等性能指标。
具体研究内容如下：1. AZ91D镁合金表面富镁涂层的制备方法研究通过对不同制备方法的对比，选择出适合AZ91D镁合金表面富镁涂层制备的最优方法。
2. AZ91D镁合金表面富镁涂层的结构表征采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等表征手段，分析不同厚度的富镁涂层的表面形貌和成分组成。
3. AZ91D镁合金表面富镁涂层的抗腐蚀性能研究采用电化学测试等方法，分析富镁涂层对AZ91D镁合金表面抗腐蚀性能的影响。
4. AZ91D镁合金表面富镁涂层的氧化防护效果研究采用热重分析(TGA)等方法，分析富镁涂层对AZ91D镁合金表面氧化防护效果的影响。
三、研究应用前景本研究可为改善AZ91D镁合金的表面性能、提高其使用寿命和性能提供科学的理论基础和实验依据。
同时，本研究所得的结论也可为其他镁合金表面改性研究提供借鉴和启示。
该研究成果具有重要的实际应用价值和工程意义。
AZ91D镁合金表面浸锌工艺研究
AZ91D镁合金表面浸锌工艺研究钱建刚;徐敏;滕晓明;黄巍【摘要】为使AZ91D镁合金表面浸锌时无需采用氢氟酸进行前处理,采用百格试验和盐雾试验等方法对浸锌液主要成份及工艺参数对所得浸锌层性能的影响进行了研究.结果表明:浸锌液中硫酸锌和焦磷酸钾的浓度、浸锌液的温度、pH值以及浸锌时间均对浸锌层的质量有很大影响;最佳浸锌液的组成为:硫酸锌40g/L,焦磷酸钾125g/L,抑制剂20g/L,添加剂80g/L,与工艺参数温度75±5℃,pH值10.5±0.5,时间2～3min;在最佳浸锌条件下可在AZ91D镁合金表面获得浸锌层的结合力良好,耐盐雾时在最佳浸锌条件下可在AZ91D镁合金表面获得浸锌层的结合力良发好,耐盐雾时间为28min,将浸锌后的镁合金进行电镀铜试验,铜镀层结合力与耐蚀性均良好.【期刊名称】《航空材料学报》【年(卷),期】2010(030)005【总页数】5页(P58-62)【关键词】镁合金;浸锌;结合力;耐蚀性【作者】钱建刚;徐敏;滕晓明;黄巍【作者单位】北京航空航天大学化学与环境学院,北京,100191;北京航空航天大学化学与环境学院,北京,100191;北京航空航天大学化学与环境学院,北京,100191;北京承轩恒安科技有限公司,北京,100022【正文语种】中文【中图分类】TG146.2+2镁是结构材料中最轻的金属材料之一,镁合金具有比强度、比刚度高,减震性好,易回收等一系列优点[1～3],目前已广泛应用于汽车、电子、航空、航天等行业中[4,5]。
然而,由于其耐蚀性及耐磨性差而使镁合金的应用受到很大限制。
目前国内外解决这两大难题的主要技术有:电镀、化学镀、阳极氧化、化学转化膜、物理气相沉积、表面有机涂层、激光表面处理等[6～9],其中电镀和化学镀是最常用的技术之一。
由于镁合金比较活泼,在其表面直接进行电镀或化学镀时,其镀层的结合力不够理想[10,11]。
因此,要想在镁合金表面得到结合力好的镀层,一般需要先在镁合金表面进行浸锌处理。
AZ91D镁合金电镀前处理工艺的研究的开题报告
AZ91D镁合金电镀前处理工艺的研究的开题报告一、选题背景随着工业的发展，镁合金作为轻质、高强度、高刚性的材料得到了广泛的应用。
但是，镁合金具有易氧化、易腐蚀、表面粗糙等缺点，影响了其在实际生产中的使用。
因此，对于镁合金的表面处理工艺进行研究，是提高其表面质量和延长使用寿命的重要途径。
目前，有许多的研究对于镁合金表面处理工艺进行了探究，其中包括机械处理、化学处理、电化学处理等多种方法。
而电镀作为最常见的一种表面处理方式之一，广泛应用于镁合金的表面处理中。
在电镀的过程中，电镀前的处理工艺是至关重要的，它可以有效地提高电镀层的附着力和表面质量，从而提高镁合金的性能。
二、选题意义镁合金作为新型的结构材料，具有广阔的应用前景。
而电镀作为常用的表面处理工艺，可以有效地提高镁合金的表面性能。
因此，对于镁合金电镀前处理工艺的研究具有很重要的意义：1. 电镀前处理工艺可以提高电镀层的附着力和表面质量，提高镁合金的机械性能和耐腐蚀性能；2. 研究电镀前处理工艺可以探究镁合金表面活性元素的变化规律，为研究镁合金的化学反应机制提供理论基础；3. 电镀前处理工艺研究可以为改善镁合金表面质量和延长使用寿命，提高镁合金的应用范围和市场竞争力提供技术支持。
三、研究内容和方法1. 研究内容：（1）了解常用的镁合金电镀前处理工艺，如酸洗、碱洗、氢氟酸处理等；（2）探究不同电镀前处理工艺对于镁合金表面活性元素和表面性能的影响；（3）研究优化镁合金电镀前处理工艺的方法，提高电镀层的附着力和表面质量。
2. 研究方法：（1）采用化学分析方法，对不同处理工艺前后的镁合金表面进行比较分析，如X射线衍射分析、扫描电镜分析等；（2）通过模拟实验验证镁合金不同处理工艺对于电镀层附着力和表面质量的影响；（3）选择最佳的电镀前处理工艺方案进行实际生产测试，并对其性能表现进行评估。
四、预期成果通过对于镁合金电镀前处理工艺的研究，将取得以下预期成果：（1）明确不同电镀前处理工艺对于镁合金表面性能的影响规律；（2）推出优化的电镀前处理工艺方案，提高电镀层的附着力和表面质量；（3）提高镁合金的表面质量和延长使用寿命，提升产品质量和市场竞争力。
环保型AZ91D镁合金电镀工艺研究
本科学生毕业论文环保型AZ91D镁合金电镀工艺研究黑龙江工程学院二○一二年六月The Graduation Thesis for Bachelor's Degree Study on Elcctro-galvanizing Process of AZ91D Magnesium AlloyHeilongjiang Institute of Technology2012-06·Harbin摘要镁合金作为21世纪的“绿色”工程材料，其比重小、比强度和比刚度大、具良好的铸造性能等特点外，还兼有良好的电磁屏蔽性能、阻尼减震性能以及加工回收特性。
在航空航天、汽车、电子等领域镁合金正得到日益广泛的应用。
但是镁合金耐腐蚀差的问题限制了其应用的范围,因此选择适当的表面处理工艺以增强镁合金的耐蚀性具有非常重要的意义。
在镁合金表面处理工艺中，最为简单有效的方法是通过电化学方法在镁合金基体上镀一层所需性能的金属或合金，即电镀。
与其他镁合金表面处理方法相比，在镁合金上进行电镀处理，不仅可以获得高耐蚀性、耐磨性的镀层，而且镀层的性能可以根据所需的要求进行改善。
对于镁合金表面需要具有导电、导热性、可焊性的要求，电镀更是其他处理方法所不可替代的。
本文初步研究分析了镁合金电镀前处理中的浸锌工艺;比较了三种无铬环保的浸锌工艺方案，找出其中最适合镁合金电镀的浸锌方法;并以此为契机，对时间、温度以对镁合金浸锌工艺的影响进行了详细的研究;阐述了镁合金浸锌工艺的作用机理。
通过对镁合金表面形貌的观察、极化曲线、结合力实验和NaCl 浸泡实验，研究了电流对镁合金电镀的影响。
研究结果表明，在电流密度为 1.5 A/dm2~2.5A/dm2的范围内，可以获得性能良好的锌镀层；在平滑直流、全波整流、半波整流三种电流波形下对镁合金进行电镀时，平滑直流下所得镀层的性能最佳。
用超声波辅助电镀，得到了外表细腻，光泽度好，晶粒均匀，且覆盖紧密，结合力和耐蚀性明显优于无超声波辅助作用下所得镀层。
最新AZ91D镁合金微弧氧化处理工艺及膜层组织和性能研究
最新AZ91D镁合金微弧氧化处理工艺及膜层组织和性能研究一、引言AZ91D镁合金作为一种轻质、高强度的结构材料，在航空航天、汽车制造、电子通讯等领域具有广泛的应用前景。
然而，其较差的耐腐蚀性能限制了其应用范围。
微弧氧化（MAO）作为一种有效的表面处理技术，可在AZ91D镁合金表面形成一层致密的陶瓷膜，显著提高其耐腐蚀性能。
本文针对最新AZ91D镁合金微弧氧化处理工艺，探讨膜层组织和性能之间的关系。
二、实验材料与方法1.实验材料本实验选用AZ91D镁合金作为研究对象，其化学成分如下表所示：| 元素 | Mg | Al | Zn | Mn | Si | Cu | Fe | Ni | Be || | | | | | | | | | || 含量（%） | 89.69 | 9.03 | 0.73 | 0.19 | 0.02 | 0.002 | 0.002 | 0.002 | 0.0005 |2.微弧氧化处理工艺将AZ91D镁合金试样进行预处理，包括打磨、抛光、清洗等步骤。
然后，采用微弧氧化电源对试样进行微弧氧化处理。
实验过程中，通过调整电压、时间等参数，研究不同工艺条件对膜层组织和性能的影响。
具体工艺参数如下：电压：300500V时间：515min电解液：磷酸盐体系温度：室温3.膜层性能测试扫描电子显微镜（SEM）：观察膜层表面形貌和截面结构。
X射线衍射仪（XRD）：分析膜层物相组成。
电化学工作站：测定膜层的极化曲线，评价其耐腐蚀性能。
显微硬度计：测试膜层的硬度。
三、实验结果与分析1.微弧氧化膜层表面形貌随着电压的升高，膜层表面呈现出由微小孔洞组成的火山口状形貌。
当电压达到500V时，膜层表面孔洞数量减少，尺寸增大，呈现出较大的火山口状结构。
这表明电压对膜层表面形貌有显著影响。
2.膜层截面结构膜层截面呈现出明显的层状结构，主要由内层致密层和外层多孔层组成。
随着处理时间的延长，膜层厚度逐渐增加，内层致密层厚度占比提高。
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图 1 真空蒸镀装置示意图 F ig . 1 Sche m atic diagra m o f the vacuum evaporation equ ipment ( 1) H er m etic g lass pav ilion ; ( 2) AZ91D M g alloy ; ( 3) G raphite e lectrode ; ( 4) Conductive co lumn; ( 5) A l o r Zn; ( 6) G raph ite cruc ible F ig . 2
摘 要 : 采用真空蒸镀的方法在 A Z91D 镁合金表面沉积了锌铝复合涂层 , 之后在大气环境中 , 400 , 32 M Pa 压力下保温 2 h 。 利用 OM, SEM,
ED S , XRD 对涂层的表面形貌 , 断层结构 , 表层物相组成进行观察和分析, 并对蒸镀锌铝涂层的镁合金 进行显微硬度测 试和耐蚀性试验。结 果表明 : 在 AZ91D 表面获得了均匀的锌铝复合涂层 , 涂层与基体间形成了相互扩散的过渡层 , 结合二元相图及各点的 ED S结果分析可知 , 在 M g /Zn界面形成的共晶相为 M g2 Zn11或 M gZn2 , 在 A l /Zn 界面 形成的 共晶 相为 A l2 Zn3 ; 热压 处理 的试 样表面 显微 硬度 达到 了 1360 ~ 1430 M Pa , 为基体硬度的 1 . 7 ~ 2. 4倍 ; 在 3 . 5 % 的 N aC l中性溶液中浸泡 72 h后 , 热压试样的涂层未发现明显破裂 , 岛状组织仍然存在 , 试样表面 只出现了少量黑色斑点状的腐蚀 , 未热压试样的涂层大片剥落 , 露出了亮白色的基体 , 涂层已起不到保护基体的作用 , 而 AZ91D 试样的基体 组织受到了很大破坏 , 腐蚀坑呈大片的连续状 , 并有团絮状的腐蚀产物 M g( OH ) 2 , 这种疏松的结构不具有防护作用 , 可见热压涂层使镁合金 表面的耐蚀性能得到了明显的改善。
表 1 AZ91D 镁合金化学成分 (%, 质量分数 )
Table 1 Ch e m ical composition of AZ 91D m agn esiu m a lloys (%, m ass fraction)
E lem en t C on ten t Al 9. 3200 Mn 0. 2000 Zn 0 . 6800 Si 0 . 0480 Cu 0 . 0010 Ni 0. 0005 Fe 0. 0031 Be 0 . 0010 Mg Ba. l
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收稿日期 : 2009- 12 - 20; 修订日期 : 2010- 01 - 27 基金项目 : 山西省重 点 实验 室开 放基 金 ( 2008012013 ) , 山 西省 科 技攻 关 项目 ( 20090321071 ) , 太 原 市 2009 年科 技 明星 专 项项 目 ( 09121002) 资助 作者简介 : 冯世杰 ( 1982- ) , 男 , 山西临汾人 , 硕士研究生 ; 研究方向 : 镁合金表面改性 * 通讯联系人 ( E - m ai: l liangw _8643 @ qq . com )
关键词 : AZ91D 镁合金 ; 真空蒸镀 ; 耐蚀性 do:i 10 . 3969 /.j issn. 0258- 7076. 2010. 05. 010 中图分类号 : TG174. 444 , TG178 文献标识码 : A 文章编号 : 0258- 7076( 2010) 05- 0678- 06
[ 1]
素 , 它的加 入不会 增加 镁合金 回收 利用 的成本。 ( 2) 铝的氧化膜致密坚硬, 且在大气中具有自修复 性。 ( 3) 铝与其他金属形成的中间化合物 ( 如铝锌 合金, 铝镁合金 ) 可以显著提高镁合金的耐蚀性 , 还可以作为一种耐磨层存在
[ 12 , 13 ]
。由于铝镁的熔
点相近 , 它们之间的扩散比较困难 , 所以本文选用 熔点较低的锌作为中间过渡层 , 通过热扩散 来提 高基体与涂层之间的结合强度。
图 2 热压装置示意图 Sche m a tic diag ra m of the expe ri m en tal equ ipm en t ( 2) A Z91D M g a lloy ; ( 3) D ie ;
( 1) A l Zn m ixed pow der ;
1 实
1 . 1 材
验
料 10 mm 2 . 5 mm, 成分列于表 1 。
。
实验 采用的基 体材料是 铸造镁合 金 AZ91D, 尺寸为 10 mm 将试样分别用 600 号及 1000 号的 SiC 砂纸打磨并 抛光后 , 先用碱式除油剂除去表面油污, 再用 85 % 的 H 3 PO4 浸蚀 30~ 40 s , 去除表面氧化膜, 并用蒸 馏水清洗后浸泡在无水乙醇中备用。蒸镀所 用的 纯锌及纯铝均为铸态。 1 . 2 设 备 改进的 HUS 5GB 型真空镀膜机 ( 图 1), 自制 的热压模具 ( 图 2)。
5期
冯世杰等
A Z91D 镁合金应用中最轻的 金属结构材料 , 镁合金具有低密度, 高比强度和比模量 , 优异的阻 尼减震性能及良好的电磁屏蔽性能等优良的物理 特性。同时 , 镁合金还有回收耗能低 , 易于加工等 优点, 这使得其在航空、 汽车、3C 电子产品上的应 用比其他结构材料有明显的优势。我国作为 一个 镁储量大国, 对镁及镁合金材料的相关研究 有突 出的现实意义
Z inc A lum inum Co mposite Coating of AZ91D M agnesium A lloy by V acuum Evaporating T echnique
F eng Sh ijie, L iang W e i , Xue Jinbo (C ollege of M aterials Science and Eng in eering, T aiy uan University of T echnology, T aiy uan 030024 , China ) Abstract : Z inc A lum inum com posite coating on AZ91D a lloy w as successfu lly obta ined by using v acuum evaporation techn ique and